JP6349975B2 - Electric power steering apparatus and vehicle using the same - Google Patents
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Description
本発明は、舵角アシスト制御に対応する電動パワーステアリング装置および車両に関する。 The present invention relates to an electric power steering device and a vehicle corresponding to steering angle assist control.
従来、ステアリング機構に入力されるトルクが、ステアリング側からのものか、転舵輪側からのものかを判定する技術として、例えば、特許文献１に記載された技術がある。
特許文献１の技術は、ラックハウジング又はタイロッドに取り付けられた加速度センサを備え、加速度センサの出力信号を、時間領域信号から周波数領域信号に変換し、この周波数領域信号から、周波数ｆが所定範囲内にあり、かつパワー密度ρが所定範囲内にある信号を抽出する。そして、抽出された周波数領域信号を時間領域信号に変換することで逆入力振動を推定している。
Conventionally, as a technique for determining whether the torque input to the steering mechanism is from the steering side or from the steered wheel side, for example, there is a technique described in
The technique of
ところで、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、逆入力振動を推定するための加速度センサを、ラックハウジング又はタイロッドに取り付けている。そのため、加速度センサを取り付けるための回路基板やハウジング、また加速度センサのセンサ出力信号を伝送するためのハーネスやケーブル等の部品が別途必要となる。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、ステアリング機構への逆入力衝撃を判定するための加速度センサを取り付ける際の部品点数の増加を抑えることが可能なセンサ配置構成を有する電動パワーステアリング装置およびこれを使用した車両を提供することを目的としている。
Incidentally, in the conventional example described in
Therefore, the present invention has been made paying attention to the unsolved problems of the above-described conventional example, and suppresses an increase in the number of parts when mounting an acceleration sensor for determining a reverse input impact to the steering mechanism. An object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus having a possible sensor arrangement and a vehicle using the same.
〔形態１〕 上記目的を達成するために、本発明に係る形態１の電動パワーステアリング装置は、ステアリング機構に入力されるトルクを検出するトルクセンサと、少なくともトルクセンサで検出したトルクに基づき操舵補助トルク指令値を演算する操舵補助トルク指令値演算部と、運転支援制御装置からの舵角アシストの制御指令値に基づき舵角アシスト指令値を演算する舵角アシスト指令値演算部と、ステアリング機構のステアリングシャフトに与える操舵補助トルクを発生する電動モータと、操舵補助トルク指令値又は舵角アシスト指令値に基づき前記電動モータを駆動制御するモータ制御部と、ステアリング機構に入力された衝撃によって生じる加速度を検出する加速度センサと、トルクセンサが検出したトルクと加速度センサが検出した加速度とに基づき、ステアリング機構に入力された衝撃が、転舵輪側からステアリング機構に入力された逆入力衝撃か否かを判定する逆入力判定部と、逆入力判定部の判定結果を前記運転支援制御装置に送信する判定結果送信部と、を備える。
[Embodiment 1] In order to achieve the above object, an electric power steering apparatus according to
そして、操舵補助トルク指令値演算部、舵角アシスト指令値演算部、モータ制御部、逆入力判定部及び判定結果送信部を構成する回路が実装された制御基板を衝撃の伝達経路上に配設すると共に、制御基板上に前記加速度センサを実装した。
このような構成であれば、逆入力衝撃の伝達経路上に設けられた制御基板上に加速度センサを実装するようにしたので、加速度センサを取り付けるための回路基板やハウジング等の部品を制御基板と共用することが可能となる。加えて、加速度センサのセンサ出力信号を外部に伝送するためのハーネスやケーブル等の部品を不要にすることが可能となる。
A control board on which circuits constituting a steering assist torque command value calculation unit, a steering angle assist command value calculation unit, a motor control unit, a reverse input determination unit, and a determination result transmission unit are mounted is disposed on an impact transmission path. In addition, the acceleration sensor was mounted on the control board.
In such a configuration, since the acceleration sensor is mounted on the control board provided on the transmission path of the reverse input shock, components such as a circuit board and a housing for mounting the acceleration sensor are connected to the control board. It becomes possible to share. In addition, parts such as a harness and a cable for transmitting the sensor output signal of the acceleration sensor to the outside can be eliminated.
これにより、加速度センサを取り付けるために必要な部品数を抑えることが可能となり、従来と比較してコストを低減することが可能となる。
また、制御基板を逆入力衝撃の伝達経路上に設けるようにしたので、制御基板上に実装した加速度センサによって、確実に逆入力衝撃によって生じる加速度を検出することが可能となる。
また、センサ信号の伝達にハーネス等を介さず基板内の回路パターンを介して伝達することが可能となるので、ＣＡＮ通信等の車内ネットワークの交信周期の影響やケーブルによる伝送ノイズ等の影響を受けることが無いため、信号の信頼性を向上することが可能となる。
Thereby, it becomes possible to suppress the number of parts required for attaching an acceleration sensor, and it becomes possible to reduce cost compared with the past.
Further, since the control board is provided on the transmission path of the reverse input impact, it is possible to reliably detect the acceleration caused by the reverse input impact by the acceleration sensor mounted on the control board.
Further, since it is possible to transmit the sensor signal not via a harness or the like but via a circuit pattern in the board, the sensor signal is affected by the influence of the communication cycle of the in-vehicle network such as CAN communication or the transmission noise caused by the cable. Therefore, the reliability of the signal can be improved.
〔形態２〕 さらに、形態２の電動パワーステアリング装置は、形態１の構成に対して、制御基板が収容された基板収容ケースを、当該電動パワーステアリング装置の筐体に固定した。
このような構成であれば、転舵輪に入力された逆入力衝撃荷重は、ステアリング機構の各種構成部を介して、電動パワーステアリング装置の筐体へと伝達するものであることから、制御基板上に実装した加速度センサによって、確実に逆入力衝撃によって生じる加速度を検出することが可能となる。
[Embodiment 2] Further, in the electric power steering device of
With such a configuration, the reverse input impact load input to the steered wheels is transmitted to the casing of the electric power steering device via various components of the steering mechanism. It is possible to reliably detect the acceleration caused by the reverse input impact by using the acceleration sensor mounted on.
〔形態３〕 さらに、形態３の電動パワーステアリング装置は、形態１の構成に対して、電動モータの出力する操舵補助トルクを、減速ギヤ比に応じた大きさのトルクに変換して前記ステアリングシャフトに伝達する減速ギヤを備え、制御基板は、前記減速ギヤの収容されたギヤボックスハウジング内に収容されている。
このような構成であれば、転舵輪に入力された逆入力衝撃荷重は、ステアリング機構の各種構成部を介して、ギヤボックスハウジング内へと伝達するものであることから、制御基板上に実装した加速度センサによって、確実に逆入力衝撃によって生じる加速度を検出することが可能となる。
[Embodiment 3] Furthermore, the electric power steering apparatus of
With such a configuration, the reverse input impact load input to the steered wheels is transmitted to the gear box housing via various components of the steering mechanism, and thus mounted on the control board. The acceleration sensor can reliably detect the acceleration caused by the reverse input impact.
〔形態４〕 さらに、形態４の電動パワーステアリング装置は、形態１の構成に対して、制御基板は、電動モータの収容されたモータ筐体内に収容されている。
このような構成であれば、転舵輪に入力された逆入力衝撃荷重は、ステアリング機構の各種構成部を介して、電動モータの筐体内へと伝達するものであることから、制御基板上に実装した加速度センサによって、確実に逆入力衝撃によって生じる加速度を検出することが可能となる。
[Embodiment 4] Furthermore, in the electric power steering apparatus of embodiment 4, the control board is housed in the motor housing in which the electric motor is housed, compared to the structure of
With such a configuration, the reverse input impact load input to the steered wheels is transmitted to the housing of the electric motor via various components of the steering mechanism, so it is mounted on the control board. By using the acceleration sensor, it is possible to reliably detect the acceleration caused by the reverse input impact.
〔形態５〕 さらに、形態５の電動パワーステアリング装置は、形態１乃至４のいずれか１の構成に対して、加速度センサは、１軸方向の加速度を検出可能なセンサから構成され、制御基板の配設姿勢に合わせて、衝撃によって生じる加速度のうち予め設定した軸方向の加速度を検出可能に１軸の加速度センサが制御基板上に実装されている。
このような構成であれば、制御基板の配設姿勢に合わせて、予め設定した軸方向の加速度を検出可能に１軸の加速度センサを実装するようにしたので、２軸以上の加速度センサを実装する場合と比較して、加速度センサのコストを低減することが可能となる。
[Embodiment 5] Furthermore, in the electric power steering apparatus of
With such a configuration, a single-axis acceleration sensor is mounted so that it can detect the acceleration in the preset axial direction according to the arrangement posture of the control board, so a two-axis or more acceleration sensor is mounted. Compared with the case where it does, it becomes possible to reduce the cost of an acceleration sensor.
〔形態６〕 一方、上記目的を達成するために、本発明に係る形態６の電動パワーステアリング装置は、ステアリング機構に入力されるトルクを検出するトルクセンサと、少なくともトルクセンサで検出したトルクに基づき操舵補助トルク指令値を演算する操舵補助トルク指令値演算部と、運転支援制御装置からの舵角アシストの制御指令値に基づき舵角アシスト指令値を演算する舵角アシスト指令値演算部と、ステアリング機構のステアリングシャフトに与える操舵補助トルクを発生する電動モータと、操舵補助トルク指令値又は舵角アシスト指令値に基づき前記電動モータを駆動制御するモータ制御部と、ステアリング機構に入力された衝撃によって生じる加速度を検出する加速度センサと、トルクセンサが検出したトルクと加速度センサが検出した加速度とに基づき、ステアリング機構に入力された衝撃が、転舵輪側からステアリング機構に入力された逆入力衝撃か否かを判定する逆入力判定部と、逆入力判定部の判定結果を前記運転支援制御装置に送信する判定結果送信部と、を備える。 [Mode 6] On the other hand, in order to achieve the above object, an electric power steering apparatus according to mode 6 of the present invention is based on a torque sensor that detects torque input to the steering mechanism and at least torque detected by the torque sensor. A steering assist torque command value calculating unit for calculating a steering assist torque command value, a steering angle assist command value calculating unit for calculating a steering angle assist command value based on a control command value for steering angle assist from a driving support control device, and a steering It is generated by an electric motor that generates a steering assist torque to be applied to the steering shaft of the mechanism, a motor control unit that drives and controls the electric motor based on a steering assist torque command value or a steering angle assist command value, and an impact input to the steering mechanism An acceleration sensor that detects acceleration, and the torque and acceleration sensor detected by the torque sensor. Based on the detected acceleration, the reverse input determination unit for determining whether the impact input to the steering mechanism is the reverse input impact input to the steering mechanism from the steered wheel side, and the determination result of the reverse input determination unit And a determination result transmission unit that transmits to the driving support control device.
そして、加速度センサを、トルクセンサの実装されたトルクセンサ基板上に実装した。
このような構成であれば、トルクセンサ基板上に加速度センサを実装するようにしたので、加速度センサを取り付けるための回路基板やハウジング等の部品をトルクセンサ基板と共用することが可能となる。これにより、加速度センサを取り付けるために必要な部品数を抑えることが可能となり、従来と比較してコストを低減することが可能となる。
And the acceleration sensor was mounted on the torque sensor board | substrate with which the torque sensor was mounted.
With such a configuration, since the acceleration sensor is mounted on the torque sensor board, components such as a circuit board and a housing for mounting the acceleration sensor can be shared with the torque sensor board. Thereby, it becomes possible to suppress the number of parts required for attaching an acceleration sensor, and it becomes possible to reduce cost compared with the past.
また、操舵補助制御や舵角アシスト制御等に用いられる操舵トルクを検出するトルクセンサの実装されたトルクセンサ基板上に加速度センサを実装する構成としたので、転舵輪から伝達されてくる逆入力衝撃のうち、操舵トルクとの関連性が比較的高い衝撃成分によって生じる加速度を検出することが可能となる。 In addition, since the acceleration sensor is mounted on the torque sensor board on which the torque sensor for detecting the steering torque used for steering assist control, steering angle assist control, etc. is mounted, the reverse input impact transmitted from the steered wheels Among them, it is possible to detect the acceleration caused by the impact component having a relatively high relationship with the steering torque.
〔形態７〕 さらに、形態７の電動パワーステアリング装置は、形態６の構成に対して、加速度センサは、１軸方向の加速度を検出可能なセンサから構成され、トルクセンサ基板の配設姿勢に合わせて、衝撃によって生じる加速度のうち予め設定した軸方向の加速度を検出可能に１軸の加速度センサが前記トルクセンサ基板上に実装されている。
このような構成であれば、トルクセンサ基板の配設姿勢に合わせて、予め設定した軸方向の加速度を検出可能に１軸の加速度センサを実装するようにしたので、２軸以上の加速度センサを実装する場合と比較して、加速度センサのコストを低減することが可能となる。
[Embodiment 7] Further, in the electric power steering apparatus of
In such a configuration, the single-axis acceleration sensor is mounted so that the acceleration in the preset axial direction can be detected in accordance with the arrangement posture of the torque sensor board. Compared to mounting, the cost of the acceleration sensor can be reduced.
〔形態８〕 さらに、形態８の電動パワーステアリング装置は、形態１乃至４及び６のいずれか１の構成に対して、加速度センサは、直交する３軸方向の加速度を個別に検出可能な３軸の加速度センサである。
このような構成であれば、直交３軸（例えばＸＹＺ軸）の軸方向を検出可能な３軸の加速度センサを実装するようにしたので、制御基板又はトルクセンサ基板の配設姿勢や予め設定した軸方向等の実装条件に係わらず、比較的自由に加速度センサを基板上に実装することが可能となる。
これにより、制御基板又はトルクセンサ基板の配設姿勢の各種パターンに対して、同一の３軸の加速度センサで対応することが可能となる。
[Embodiment 8] Further, in the electric power steering device of
In such a configuration, since the three-axis acceleration sensor capable of detecting the axial direction of the three orthogonal axes (for example, the XYZ axes) is mounted, the arrangement posture of the control board or the torque sensor board is set in advance. Regardless of mounting conditions such as the axial direction, the acceleration sensor can be mounted on the substrate relatively freely.
Thereby, it is possible to cope with various patterns of the arrangement posture of the control board or the torque sensor board with the same triaxial acceleration sensor.
〔形態９〕 また、上記目的を達成するために、本発明に係る形態９の電動パワーステアリング装置は、ステアリング機構に入力されるトルクを検出するトルクセンサと、トルクセンサで検出したトルクに基づき操舵補助トルク指令値を演算する操舵補助トルク指令値演算部と、ステアリング機構のステアリングシャフトに与える操舵補助トルクを発生する電動モータと、操舵補助トルク指令値に基づき前記電動モータを駆動制御するモータ制御部と、ステアリング機構に入力された衝撃によって生じる加速度を検出する加速度センサと、トルクセンサが検出したトルクと加速度センサが検出した加速度とに基づき、転舵輪側からステアリング機構に入力された逆入力衝撃荷重を推定する逆入力衝撃荷重推定部と、逆入力衝撃荷重推定部が推定した逆入力衝撃荷重に基づき操舵補助トルク指令値を補正するトルク指令値補正部と、を備え、モータ電流指令値演算部、モータ制御部、逆入力衝撃荷重推定部及びトルク指令値補正部を構成する回路が実装された制御基板を衝撃の伝達経路上に設けると共に、制御基板上に加速度センサを実装した。
このような構成であれば、上記形態１の電動パワーステアリング装置と同等の作用および効果を得ることが可能となる。
[Embodiment 9] In order to achieve the above object, an electric power steering apparatus according to
With such a configuration, it is possible to obtain operations and effects equivalent to those of the electric power steering device according to the first aspect.
〔形態１０〕 また、上記目的を達成するために、本発明に係る形態１０の電動パワーステアリング装置は、ステアリング機構に入力されるトルクを検出するトルクセンサと、トルクセンサで検出したトルクに基づき操舵補助トルク指令値を演算する操舵補助トルク指令値演算部と、ステアリング機構のステアリングシャフトに与える操舵補助トルクを発生する電動モータと、操舵補助トルク指令値に基づき前記電動モータを駆動制御するモータ制御部と、ステアリング機構に入力された衝撃によって生じる加速度を検出する加速度センサと、トルクセンサが検出したトルクと加速度センサが検出した加速度とに基づき、転舵輪側からステアリング機構に入力された逆入力衝撃荷重を推定する逆入力衝撃荷重推定部と、逆入力衝撃荷重推定部が推定した逆入力衝撃荷重に基づき操舵補助トルク指令値を補正するトルク指令値補正部と、を備え、加速度センサを、トルクセンサの実装されたトルクセンサ基板上に実装した。
このような構成であれば、上記形態６の電動パワーステアリング装置と同等の作用および効果を得ることが可能となる。
[Mode 10] In order to achieve the above object, an electric power steering apparatus according to mode 10 of the present invention is steered based on a torque sensor that detects torque input to a steering mechanism and torque detected by the torque sensor. A steering assist torque command value calculation unit that calculates an assist torque command value, an electric motor that generates steering assist torque to be applied to the steering shaft of the steering mechanism, and a motor control unit that drives and controls the electric motor based on the steering assist torque command value And an acceleration sensor that detects acceleration caused by an impact input to the steering mechanism, and a reverse input impact load input to the steering mechanism from the steered wheel side based on the torque detected by the torque sensor and the acceleration detected by the acceleration sensor. The reverse input impact load estimator and the reverse input impact load estimator A torque command value correction unit that corrects the steering assist torque command value based on the estimated reverse input impact load, and the acceleration sensor is mounted on the torque sensor substrate on which the torque sensor is mounted.
With such a configuration, it is possible to obtain operations and effects equivalent to those of the electric power steering device of the sixth aspect.
〔形態１１〕 また、上記目的を達成するために、本発明に係る形態１１の車両は、形態１乃至１０のいずれか１に記載の電動パワーステアリング装置を備えている。
このような構成であれば、上記形態１乃至１０のいずれか１の電動パワーステアリング装置と同等の作用および効果を得ることが可能となる。
[Mode 11] In order to achieve the above object, a vehicle according to
With such a configuration, it is possible to obtain the same operations and effects as those of the electric power steering device according to any one of
（第１実施形態）
（構成）
本発明の第１実施形態に係る車両１は、図１に示すように、左右の転舵輪となる前輪２ＦＲ及び２ＦＬと後輪２ＲＲ及び２ＲＬを備えている。前輪２ＦＲ及び２ＦＬは、第１の電動パワーステアリング装置３によって転舵される。
(First embodiment)
(Constitution)
As shown in FIG. 1, the
第１実施形態の第１の電動パワーステアリング装置３は、コラムアシスト式の電動パワーステアリング装置である。この第１の電動パワーステアリング装置３は、ステアリング機構として、図１および図２に示すように、ステアリングホイール１１と、ステアリングシャフト１２と、トルクセンサユニット１３と、第１のユニバーサルジョイント１４と、ロアシャフト１５と、第２のユニバーサルジョイント１６と、を備える。
The first electric
第１の電動パワーステアリング装置３は、更に、ステアリング機構として、ピニオンシャフト１７と、ステアリングギヤ１８と、タイロッド１９と、ナックルアーム２０とを備える。
ステアリングホイール１１に運転者から作用された操舵力は、ステアリングシャフト１２に伝達される。このステアリングシャフト１２は、入力軸１２ａと出力軸１２ｂとを有する。入力軸１２ａの一端はステアリングホイール１１に連結され、他端はトルクセンサユニット１３を介して出力軸１２ｂの一端に連結されている。
The first electric
Steering force applied to the
そして、出力軸１２ｂに伝達された操舵力は、第１のユニバーサルジョイント１４を介してロアシャフト１５に伝達され、さらに、第２のユニバーサルジョイント１６を介してピニオンシャフト１７に伝達される。このピニオンシャフト１７に伝達された操舵力はステアリングギヤ１８を介してタイロッド１９に伝達される。さらに、このタイロッド１９に伝達された操舵力はナックルアーム２０に伝達され、転舵輪としての前輪２ＦＲおよび２ＦＬを転舵させる。
The steering force transmitted to the
ここで、ステアリングギヤ１８は、ピニオンシャフト１７に連結されたピニオン１８ａとこのピニオン１８ａに噛合するラック１８ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成されている。したがって、ステアリングギヤ１８は、ピニオン１８ａに伝達された回転運動をラック１８ｂで車幅方向の直進運動に変換している。
トルクセンサユニット１３は、ステアリングホイール１１に付与されて入力軸１２ａに伝達された操舵トルクを検出する。また、前輪２ＦＲ及び２ＦＬの路面の凹凸の乗り越え等に応じて前輪２ＦＲ及び２ＦＬからステアリング機構に伝達された逆入力トルクを検出する。
Here, the
The
このトルクセンサユニット１３は、例えば、操舵トルクを、入力軸１２ａ及び出力軸１２ｂ間に設けられた図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を抵抗変化や磁気変化に変換して検出する構成とされている。
ステアリングシャフト１２の出力軸１２ｂには、操舵補助力を出力軸１２ｂに伝達する操舵補助機構２１が連結されている。
For example, the
A
操舵補助機構２１は、出力軸１２ｂに連結した例えばウォームギヤ機構で構成される減速ギヤ２２と、この減速ギヤ２２に連結された操舵補助力を発生する例えば３相ブラシレスモータで構成される電動モータ２３と、第１の電動パワーステアリング装置３の筐体の一部である電動モータ２３のモータハウジング２３ａ（後述）の外周部に固定支持されたＥＰＳ制御ユニット２４とを備えている。
The
図１及び図２に示す例では、ＥＰＳ制御ユニット２４は、電動モータ２３のモータハウジング２３ａの側面側外周部に固定支持されている。
ＥＰＳ制御ユニット２４は、電動モータ２３を駆動制御する制御回路を備えている。ＥＰＳ制御ユニット２４には、トルクセンサユニット１３で検出されたトルクＴｓおよび車速センサ３０で検出された車速Ｖｓが入力されている。さらに、ＥＰＳ制御ユニット２４には、直流電圧源としてのバッテリー３１から直流電流が入力されているとともに、後述するモータ回転角検出回路３２で検出されたモータ回転角θｍが入力されている。
In the example shown in FIGS. 1 and 2, the
The
また、ＥＰＳ制御ユニット２４は、図３に示すように、電動モータ２３を駆動制御する回路が実装された制御基板２４ａと、制御基板２４ａを収容する制御基板収容ケース２４ｂと、ケース開口部に蓋をするための制御基板ケースカバー２４ｃとを備えている。
ＥＰＳ制御ユニット２４と、減速ギヤ２２のギヤボックスハウジング２２ａと、電動モータ２３とはボルト締結により強固に固定されている。
As shown in FIG. 3, the
The
具体的に、電動モータ２３がギヤボックスハウジング２２ａにボルト締結によって強固に固定され、ＥＰＳ制御ユニット２４の制御基板収容ケース２４ｂが、電動モータ２３のモータハウジング２３ａの側面外周部にボルト締結によって強固に固定されている。
また、コラム部にはトルクセンサユニット１３が設けられており、トルクセンサ信号は直接、ＥＰＳ制御ユニット２４に入力されるように構成されている。
Specifically, the
In addition, a
制御基板２４ａは、制御基板収容ケース２４ｂ内に収容され、ケース内にボルト締結によって固定されている。また、制御基板収容ケース２４ｂの開口部は、制御基板ケースカバー２４ｃによって蓋がされるように構成されている。
そして、第１実施形態では、図３に示すように、逆入力トルクの発生原因である逆入力衝撃によって生じる加速度を検出するための加速度センサ２５が制御基板２４ａ上に実装されている。この加速度センサ２５は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）を用いたＩＣタイプの加速度センサであり、基板上に直接、実装可能な構成となっている。
The
And in 1st Embodiment, as shown in FIG. 3, the
これにより、モータハウジング２３ａを介して伝播してくる衝撃を、制御基板２４ａに設けた加速度センサ２５で検出することが可能となる。
また、第１実施形態の車両１は、図１に示すように、運転支援制御ユニット５０を備えている。この運転支援制御ユニット５０は、例えば、レーンキープアシストシステム（ＬＫＡＳ）、駐車支援システム、自動運転システム、追従走行支援システム、追い越し支援システム、合流支援システム、緊急回避アシストシステム等の舵角アシストを伴う運転支援を含む運転支援システムを統括制御するように構成されている。
As a result, the impact propagating through the
Moreover, the
なお、運転支援（舵角アシスト）中の車速制御（ブレーキ、アクセル）は、運転者、運転支援制御ユニットのいずれによるものでもよい。
レーンキープアシストシステムは、運転者が、ステアリングホイール１１の保持、操作を行うが、自車に車線逸脱の可能性がある様な場合には、運転支援制御ユニット５０が舵角アシストを行うシステムである。
The vehicle speed control (brake, accelerator) during driving assistance (steering angle assistance) may be performed by either the driver or the driving assistance control unit.
The lane keep assist system is a system in which the driver holds and operates the
駐車支援システムは、運転者が駐車支援を指示すると、認識した駐車スペースと自車の位置情報とに基づき、運転支援制御ユニット５０が舵角アシストを行い、駐車を行うシステムである。
自動運転システムは、運転者がステアリングホイール１１を保持することなく、運転支援制御ユニット５０の指令により、操舵が自動で行われるシステムである。操舵パターンとしては、運転操作全般をカバーするシステムである。
The parking assistance system is a system in which when the driver instructs parking assistance, the driving
The automatic driving system is a system in which steering is automatically performed according to a command from the driving
追従走行支援システムは、運転者が、ステアリングホイール１１を保持するが、前方車両に追従走行するべく、運転支援制御ユニット５０が舵角アシストを行うシステムである。
追い越し支援システムは、運転者が追い越しを指示すると、前方車両の車速、自車と前方車両との間の距離、周辺車両の有無といった情報に基づき、運転支援制御ユニット５０が舵角アシストを行うシステムである。
The following driving support system is a system in which the driver holds the
The overtaking support system is a system in which when the driver instructs overtaking, the driving
合流支援システムは、運転者が合流を指示すると、周辺車両の有無などの情報に基づき、運転支援制御ユニット５０が舵角アシストを行い、合流を行うシステムである。
緊急回避アシストシステムは、運転支援制御ユニット５０が、自車両周辺をモニタリングするセンサの検出値に基づき衝突の危険性を検出し、かつ、ブレーキアシストのみで衝突を回避できないと判断した場合に、舵角アシストを行って、回避操舵を行うシステムである。
The merging support system is a system in which, when the driver instructs merging, the driving
The emergency avoidance assist system detects the risk of a collision based on the detection value of a sensor that monitors the surroundings of the host vehicle and determines that the collision cannot be avoided with only the brake assist. This is a system that performs cornering assist and performs avoidance steering.
また、運転支援制御ユニット５０には、トルクセンサユニット１３で検出されたトルクＴｓと、車速センサ３０で検出された車速Ｖｓと、ＥＰＳ制御ユニット２４で判定された逆入力判定結果と、モータ回転角検出回路３２で検出されたモータ回転角θｍとが入力されている。
更に、運転支援制御ユニット５０には、図示しないが、車両１に搭載された転舵角センサで検出された転舵角、車載レーダ、車載カメラなどで得られた車両周辺環境に関する情報、予め用意又は測定した運転者に関する情報などが入力されている。
The driving
Further, although not shown in the figure, the driving
運転支援制御ユニット５０は、各種入力情報に基づき、各種運転支援システムの制御を実施する。そして、舵角アシスト制御を伴う運転支援制御の実施時は、各種入力情報に基づき舵角アシストのための制御指令値を演算し、演算した制御指令値を制御ユニット２４に出力する。
また、運転支援制御ユニット５０は、舵角アシスト制御を実施しているときに、制御ユニット２４からの逆入力判定結果に基づき、トルクセンサユニット１３で検出されたトルクが、逆入力衝撃によるものか否かを判定する。
The driving
In addition, when the driving
運転支援制御ユニット５０は、逆入力衝撃によるものではないと判定した場合、運転者の操舵による介入があったと判定して、舵角アシスト制御を停止する。
具体的に、運転支援制御ユニット５０は、舵角アシスト制御の開始タイミングで舵角アシスト制御フラグを「１」に設定する。そして、逆入力判定結果に基づき、トルクセンサユニット１３で検出されたトルクが、逆入力衝撃によるものではないと判定すると、舵角アシスト制御フラグを「０」に設定する。なお、運転支援制御ユニット５０は、舵角アシスト制御フラグをＥＰＳ制御ユニット２４に常時出力する。
If it is determined that the driving
Specifically, the driving
一方、運転支援制御ユニット５０は、トルクセンサユニット１３で検出されたトルクが、逆入力衝撃によるものであると判定した場合、舵角アシスト制御フラグを「１」のまま保持すると共に、舵角アシスト制御を継続して実施する。
次に、図４及び図５に基づき、制御基板２４ａの具体的な構成を説明する。
制御基板２４ａは、図４に示すように、加速度センサ２５と、制御演算回路２６と、モータ駆動回路２７とを回路基板上に実装した構成となっている。
On the other hand, when the driving
Next, based on FIG.4 and FIG.5, the specific structure of the
As shown in FIG. 4, the
制御演算回路２６には、図４に示すように、トルクセンサユニット１３で検出したトルクＴｓおよび車速センサ３０で検出した車速Ｖｓが入力されている。加えて、制御演算回路２６には、図４に示すように、モータ回転角検出回路３２から出力されるモータ回転角θｍおよびモータ電流検出回路３３から出力されるモータ電流Ｉｍが入力されている。
加速度センサ２５は、例えば、ＥＰＳ制御ユニット２４の配設位置等によって決まる制御基板２４ａの配設姿勢に応じて、予め設定した例えば逆入力衝撃が最も大きく伝達される例えば１軸方向の加速度を検出可能に実装された１軸の加速度センサから構成される。
As shown in FIG. 4, the torque Ts detected by the
The
なお、第１実施形態では、ラック１８ｂに入力された衝撃荷重は、ピニオン１８ａによって、転舵軸の回転方向の振動となってコラム側に伝達される。そのため、加速度センサ２５として１軸のセンサを採用する場合、ギヤボックスハウジング２２ａでは、転舵軸に直角な方向の衝撃が比較的大きくなる。そのため、加速度センサ２５の検出方向は、転舵軸に直角な方向とするのが好ましい。
In the first embodiment, the impact load input to the
なお、１軸の加速度センサに限らず、加速度センサ２５を、３軸の加速度センサから構成してもよい。３軸の加速度センサで構成することで、制御基板２４ａの姿勢にかかわらず、１軸の場合と比較して自由に加速度センサ２５を実装することが可能となる。これにより、基板の配線パターンや共用部品の位置等に合わせて、加速度センサ２５の実装位置を、より自由に決定することが可能となる。
The
なお、加速度センサ２５で検出された加速度Ｇｓは、制御演算回路２６に入力される。
制御演算回路２６は、図５に示すように、逆入力判定部２６ａと、モータ電流指令値演算部２６ｂと、ゲート駆動回路２６ｃとから構成されている。
逆入力判定部２６ａは、トルクセンサユニット１３で検出されたトルクＴｓと、加速度センサ２５で検出された加速度Ｇｓとに基づき、予め設定したトルク閾値以上のトルクＴｓの入力に応じて、該トルクＴｓの発生原因が逆入力衝撃によるものか否かを判定する。
The acceleration Gs detected by the
As shown in FIG. 5, the control
Based on the torque Ts detected by the
例えば、上記特許文献１の従来技術と同様に、加速度センサ２５の出力信号を、時間領域信号から周波数領域信号に変換し、この周波数領域信号から、予め実験等によって決定された逆入力成分に対応する周波数範囲で、かつパワー密度範囲の信号成分を抽出する。そして、抽出した周波数領域信号を時間領域信号に変換する。そして、この時間領域信号に変換した結果が、予め設定した逆入力閾値以上である場合に、トルクＴｓの発生原因が逆入力衝撃によるものであると判定する。一方、逆入力閾値未満である場合に、トルクＴｓの発生原因が逆入力衝撃によるものではないと判定する。
For example, the output signal of the
逆入力判定部２６ａは、逆入力衝撃によるものか否かの判定結果を、運転支援制御ユニット５０に、例えばＣＡＮ通信等の車内ネットワークを介して送信する。
モータ電流指令値演算部２６ｂは、運転支援制御ユニット５０から入力された舵角アシスト制御フラグが「１」である場合、運転支援制御ユニット５０から入力された制御指令値に基づき、電流指令値でなる舵角アシスト指令値Ｉｓ*を演算する。そして、演算した舵角アシスト指令値Ｉｓ*を、ゲート駆動回路２６ｃに出力する。
The reverse
When the rudder angle assist control flag input from the driving
一方、モータ電流指令値演算部２６ｂは、運転支援制御ユニット５０から入力される舵角アシスト制御フラグが「０」である場合、トルクセンサユニット１３からのトルクＴｓと、車速センサ３０からの車速Ｖｓと、モータ回転角検出回路３２からのモータ回転角θｍとに基づき、電流指令値でなる操舵補助トルク指令値Ｉ*を演算する。そして、演算した操舵補助トルク指令値Ｉ*を、ゲート駆動回路２６ｃに出力する。
On the other hand, when the steering angle assist control flag input from the driving
ここで、運転支援制御ユニット５０から入力される制御指令値は、舵角アシスト制御に必要な各種パラメータ値を含むものである。
具体的に、モータ電流指令値演算部２６ｂは、舵角アシスト制御フラグが「１」である場合、予め設定された舵角アシスト制御用のトルク指令値マップから、制御指令値（各種パラメータ）に対応する舵角アシスト指令値を取得する。
Here, the control command value input from the driving
Specifically, when the steering angle assist control flag is “1”, the motor current command
また、モータ電流指令値演算部２６ｂは、舵角アシスト制御フラグが「０」である場合、予め設定された操舵補助制御用のトルク指令値マップから、トルクＴｓおよび車速Ｖｓに対応する操舵補助トルク指令値を取得する。
ゲート駆動回路２６ｃは、モータ電流指令値演算部２６ｂから入力される舵角アシスト指令値Ｉｓ*又は操舵補助トルク指令値Ｉ*と、モータ回転角検出回路３２から入力されるモータ回転角θｍとに基づき、３相電流指令値Ｉａ＊、Ｉｂ＊およびＩｃ＊を演算する。ここで、電動モータ２３の各相を、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相としている。
Further, when the steering angle assist control flag is “0”, the motor current command
The
具体的に、ゲート駆動回路２６ｃは、モータ回転角θｍに基づき、舵角アシスト指令値Ｉｓ*又は操舵補助トルク指令値Ｉ*のうち入力された方の指令値に対して補償処理を実施する。例えば、ヨーレートの収斂性、電動モータ２３の慣性により発生するトルク、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）等を補償する。さらに、補償後のトルク指令値に基づきｄ−ｑ軸電流指令値を算出し、これを３相電流指令値に変換する。
Specifically, the
さらに、ゲート駆動回路２６ｃは、３相電流指令値Ｉａ＊、Ｉｂ＊およびＩｃ＊と、モータ電流Ｉｍ（３相モータ電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ）とに基づき、３相電圧指令値Ｖａ＊、Ｖｂ＊およびＶｃ＊を演算する。
そして、３相電圧指令値Ｖａ＊、Ｖｂ＊およびＶｃ＊と、不図示の波形生成回路から入力される三角波のキャリア信号とをもとにパルス幅変調（ＰＷＭ）したゲート駆動信号を形成する。そして、形成したゲート駆動信号をモータ駆動回路２７に出力する。
Further, the
Then, a gate drive signal subjected to pulse width modulation (PWM) based on the three-phase voltage command values Va * , Vb * and Vc * and a triangular wave carrier signal input from a waveform generation circuit (not shown) is formed. Then, the formed gate drive signal is output to the
図４に戻って、モータ駆動回路２７は、例えば、スイッチング素子としての６つの電界効果トランジスタをグレーツ接続した構成のインバータ回路から構成され、ゲート駆動回路２６ｃから入力されるゲート駆動信号に応じて、電動モータ２３の各相コイルにモータ駆動電流を供給する。
Returning to FIG. 4, the
（ＥＰＳ制御ユニット２４の配置構成）
次に、図６に基づき、ＥＰＳ制御ユニット２４の配置構成を説明する。
図１及び図２に示す例では、ＥＰＳ制御ユニット２４を、モータハウジング２３ａの側面側外周部に一体的に固定支持したが、この構成に限らない。
すなわち、電動モータ２３やＥＰＳ制御ユニット２４のレイアウトは、車両側のスペースに合わせて適宜変更されるため、制御基板２４ａの配設姿勢は一様ではない。
例えば、図６（ａ）に示すように、ＥＰＳ制御ユニット２４を、電動モータ２３のモータハウジング２３ａの外側端部（減速ギヤ２２とは反対側の端部）に一体的に固定支持する構成としてもよい。
(Arrangement configuration of EPS control unit 24)
Next, the arrangement configuration of the
In the example shown in FIGS. 1 and 2, the
That is, since the layout of the
For example, as shown in FIG. 6A, the
また、図６（ｂ）に示すように、ＥＰＳ制御ユニット２４を、電動モータ２３のモータハウジング２３ａの減速ギヤ２２側の端部に一体的に固定支持する構成としてもよい。
また、ＥＰＳ制御ユニット２４の固定位置によって、制御基板２４ａの配設姿勢が変化するため、例えば、加速度センサ２５として１軸のセンサを用いた場合、上述したように、加速度センサ２５は制御基板２４ａの配設姿勢に合わせて、所望の１軸方向の加速度を検出できるものを適宜選定する必要がある。
As shown in FIG. 6B, the
Further, since the arrangement posture of the
このように、ＥＰＳ制御ユニット２４を、モータハウジング２３ａに一体的に固定支持することで、転舵輪２ＦＲおよび２ＦＬに入力された衝撃荷重は、ナックルアーム２０を介してタイロッド１９に伝達される。さらに、タイロッド１９を介して、ラック１８ｂ、ピニオン１８ａ、ピニオンシャフト１７、ロアシャフト１５、出力軸１２ｂ、減速ギヤ２２のギヤボックスハウジング２２ａ、電動モータ２３のモータハウジング２３ａへと伝達される。
As described above, the
モータハウジング２３ａに伝達された衝撃荷重は、モータハウジング２３ａに一体的に固定支持されたＥＰＳ制御ユニット２４にも伝達され、伝達された衝撃荷重は、ＥＰＳ制御ユニット２４内の制御基板２４ａ上に実装された加速度センサ２５によって、加速度Ｇｓとして検出される。
The impact load transmitted to the
（動作）
以下、図７に基づき、本実施形態の動作を説明する。
図示しないイグニッションスイッチがオフ状態であって車両１が停止していると共に、操舵補助制御処理も停止している作動停止状態であるときには、ＥＰＳ制御ユニット２４の制御演算回路２６が非作動状態となっている。このため、制御演算回路２６で実行される操舵補助制御処理および舵角アシスト制御処理は停止されている。したがって、電動モータ２３は作動を停止している。
(Operation)
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG.
When an ignition switch (not shown) is in an off state and the
この作動停止状態からイグニッションスイッチをオン状態とすると、制御演算回路２６が作動状態となり、操舵補助制御処理または舵角アシスト制御処理を開始する。
いま、舵角アシスト制御処理を実施中に、車両１が縁石に乗り上げて、転舵輪である前輪２ＦＬおよび２ＦＬに比較的大きな衝撃荷重が付加されたとする。この衝撃荷重は、ナックルアーム２０→タイロッド１９→ラック１８ｂ→ピニオン１８ａ→ピニオンシャフト１７→ロアシャフト１５→出力軸１２ｂ→減速ギヤ２２のギヤボックスハウジング２２ａ→電動モータ２３のモータハウジング２３ａの順に伝達される。そして、伝達された衝撃荷重はモータハウジング２３ａを介してＥＰＳ制御ユニット２４に伝達され、ケース内部の制御基板２４ａに実装された加速度センサ２５にも伝達される。これにより、加速度センサ２５は、この衝撃荷重によって生じる加速度Ｇｓを検出し、検出した加速度Ｇｓを制御演算回路２６に出力する。
When the ignition switch is turned on from this operation stop state, the control
Now, assume that the
一方、衝撃荷重は、出力軸１２ｂ→入力軸１２ａ→ステアリングホイール１１へと伝達し、この伝達された衝撃荷重による慣性力によって、例えばステアリングホイール１１が回転する。これにより、トルクセンサユニット１３においてトルクＴｓが検出される。トルクセンサユニット１３において検出されたトルクＴｓは、制御演算回路２６に入力される。
On the other hand, the impact load is transmitted from the
制御演算回路２６の逆入力判定部２６ａは、トルクセンサユニット１３からのトルクＴｓが予め設定したトルク閾値以上であるか否かを判定する。
ここでは、縁石に乗り上げて比較的大きな衝撃荷重が発生しているため、トルクＴｓはトルク閾値以上になったとする。
従って、逆入力判定部２６ａは、入力された加速度Ｇｓに基づき、加速度信号から逆入力成分を抽出し、抽出した逆入力成分が予め設定した逆入力閾値以上であるか否かを判定する。ここでは、逆入力閾値以上であったとする。
The reverse
Here, it is assumed that the torque Ts is equal to or greater than the torque threshold because a relatively large impact load is generated by riding on the curb.
Therefore, the reverse
これにより、逆入力判定部２６ａは、トルクＴｓの発生要因が、逆入力衝撃によるものであると判定し、この逆入力判定結果を運転支援制御ユニット５０に送信する。
一方、運転支援制御ユニット５０は、受信した逆入力判定結果に基づき、トルクＴｓの発生要因が逆入力衝撃によるものであると判定し、舵角アシスト制御フラグを「１」のまま保持すると共に、舵角アシスト制御を継続する。
As a result, the reverse
On the other hand, based on the received reverse input determination result, the driving
引き続き、舵角アシスト制御の実施中に、運転者の操舵によって、トルクＴｓが発生したとする。
この場合は、逆入力判定部２６ａでは、加速度信号から抽出される逆入力成分が、逆入力閾値未満となり、トルクＴｓの発生要因が、逆入力衝撃によるものではないと判定される。そして、この逆入力判定結果が運転支援制御ユニット５０に送信される。
Subsequently, it is assumed that torque Ts is generated by the steering of the driver during the steering angle assist control.
In this case, the reverse
運転支援制御ユニット５０は、受信した逆入力判定結果に基づき、トルクＴｓの発生要因が逆入力衝撃によるものではないと判定し、舵角アシスト制御フラグを「０」に設定するとともに、舵角アシスト制御を停止する。
ここで、図７は、電動モータ２３を用いた舵角アシスト制御中に、縁石乗り上げ等によって、タイロッド１９に衝撃荷重入力があり、前輪２ＦＲおよび２ＦＬの転舵が止められた場合の各種センサ信号及び微分演算値の時間変化を示している。
Based on the received reverse input determination result, the driving
Here, FIG. 7 shows various sensor signals when there is an impact load input to the
具体的に、図７中の曲線Ｌ１（破線）はトルクセンサユニット１３の出力信号である。また、図７中の曲線Ｌ２（実線）は入力軸１２ａの回転角（以下、「入力軸回転角」と称す）の検出信号であり、図７中の曲線Ｌ３（一点鎖線）は出力軸１２ｂの回転角（以下、「出力軸回転角」と称す）の検出信号である。
なお、入力軸回転角及び出力軸回転角は、例えばトルクセンサユニット１３の備える入力軸回転角センサ及び出力軸回転角センサによって検出される。
Specifically, a curve L <b> 1 (broken line) in FIG. 7 is an output signal of the
The input shaft rotation angle and the output shaft rotation angle are detected by, for example, an input shaft rotation angle sensor and an output shaft rotation angle sensor included in the
また、図７中の、プロットＰ１（□）は入力軸回転角の１階微分値であり、プロットＰ２（×）は出力軸回転角の１階微分値であり、プロットＰ３（○）は入力軸回転角の２階微分値であり、プロットＰ４（◇）は出力軸回転角の２階微分値である。
すなわち、入力軸回転角の１階微分値は入力軸１２ａの回転角速度（以下、「入力軸回転角速度」と称す）を示し、出力軸回転角の１階微分値は出力軸１２ｂの回転角速度（以下、「出力軸回転角速度」と称す）を示す。
In FIG. 7, plot P1 (□) is the first derivative of the input shaft rotation angle, plot P2 (x) is the first derivative of the output shaft rotation angle, and plot P3 (◯) is the input. The second-order differential value of the shaft rotation angle, and the plot P4 (◇) is the second-order differential value of the output shaft rotation angle.
That is, the first-order differential value of the input shaft rotation angle represents the rotation angular velocity of the
また、入力軸回転角の２階微分値は入力軸１２ａの回転角加速度（以下、「入力軸回転角加速度」と称す）を示し、出力軸回転角の２階微分値は出力軸１２ｂの回転角加速度（以下、「出力軸回転角加速度」と称す）を示す。
図７中の時刻ｔ０の以前から、電動モータ２３で、舵角アシストによる定速転舵を実施しており、また、運転者によるステアリングホイール１１の保持がない状態となっている。運転者によるステアリングホイール１１の保持がないため、図７中の曲線Ｌ１に示すように、舵角アシスト中のトルクセンサユニット１３の出力はほぼゼロとなっている。
The second-order differential value of the input shaft rotation angle indicates the rotation angular acceleration of the
Before time t0 in FIG. 7, the
引き続き、舵角アシストによる定速操舵中に、図７中の時刻ｔ１において、縁石乗り上げなどにより、タイロッド１９側に衝撃荷重の入力が発生すると、出力軸１２ｂ側の回転が停止する。これに対して、入力軸１２ａ側はステアリングホイール１１の慣性によって回転し続けるため、入出力軸の相対ねじれによって、図７中の時刻ｔ１以降も、トルクセンサユニット１３ではトルクＴｓが検出される。
Subsequently, when an impact load is input to the
また、図７中のプロットＰ１で示す入力軸回転角速度と、プロットＰ２で示す出力軸回転角速度から明らかなように、時刻ｔ１以降において、出力軸１２ｂ側の回転角速度が先に低下しているのが認められる。
なお、入力軸回転角及び出力軸回転角を用いた従来の逆入力判定処理の技術として、例えば、特開２００３−１６５４５７号公報に記載された技術がある。この技術では、トーションバー前後の角度、角速度または角加速度の相関に基づき、入力方向を判別している。
Further, as apparent from the input shaft rotation angular velocity indicated by plot P1 in FIG. 7 and the output shaft rotation angular velocity indicated by plot P2, the rotation angular velocity on the
As a conventional reverse input determination technique using the input shaft rotation angle and the output shaft rotation angle, for example, there is a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-165457. In this technique, the input direction is determined based on the correlation between the angle before and after the torsion bar, the angular velocity, or the angular acceleration.
しかし、逆入力によるトルク検出は、図７に示すような転舵速度が減速されるモードだけに限らず、転舵速度が加速されるモードも存在する。そのため、正確な逆入力判定には、転舵軸の回転角加速度が用いられることが好ましい。すなわち、図７中のプロットＰ３及びＰ４で示す、入力軸回転角加速度及び出力軸回転角加速度を用いることが好ましい。
しかし、トーションバー前後の角度情報から加速度情報を得るためには、検出信号を２階微分する必要があり、検出分解能、サンプリング速度を高くする必要がある。
However, torque detection by reverse input is not limited to the mode in which the turning speed is reduced as shown in FIG. 7, but there is also a mode in which the turning speed is accelerated. Therefore, it is preferable that the rotational angular acceleration of the steered shaft is used for accurate reverse input determination. That is, it is preferable to use the input shaft rotational angular acceleration and the output shaft rotational angular acceleration indicated by plots P3 and P4 in FIG.
However, in order to obtain acceleration information from angle information before and after the torsion bar, the detection signal needs to be second-order differentiated, and the detection resolution and sampling speed must be increased.
なお、図中Δt（時刻ｔ１〜ｔ２の期間）とした範囲が、おおよそ１０[ｍｓｅｃ]であり、この範囲で転舵軸の加速度を検出し比較判定する必要がある。時刻ｔ２以降になると、ステアリングホイール１１の慣性によってトルクセンサユニット１３がトルクＴｓを検出するため、トルクセンサ信号と逆入力との因果関係を判定できなくなる。
以上のことから、入出力軸の角度情報（加速度情報）から、逆入力の判定をするためには、各回転角センサの分解能、サンプリング速度を従来よりも大幅に高める必要がある。
Note that the range of Δt (period from time t1 to time t2) in the figure is approximately 10 [msec], and it is necessary to detect and compare the acceleration of the steered shaft within this range. After time t2, since the
From the above, in order to determine the reverse input from the angle information (acceleration information) of the input / output axes, it is necessary to significantly increase the resolution and sampling speed of each rotation angle sensor as compared with the prior art.
これに対して、第１実施形態の第１の電動パワーステアリング装置３では、トルクセンサユニット１３と加速度センサ２５とを併用して、逆入力判定を行う構成としたので、トルクセンサユニット１３の性能は従来通りとしたまま、正確な逆入力判定を行うことが可能となる。
また、トーションバー前後の角度情報が必要ないため、例えば磁歪式トルクセンサの様な、角度情報を持たないトルクセンサであっても、トルクの入力方向を推定することが可能となる。
On the other hand, in the first electric
In addition, since angle information before and after the torsion bar is not required, the torque input direction can be estimated even with a torque sensor having no angle information, such as a magnetostrictive torque sensor.
また、ＥＰＳ制御ユニット２４を、第１の電動パワーステアリング装置３の筐体の一部であるモータハウジング２３ａに固定支持すると共に、加速度センサ２５をＥＰＳ制御ユニット２４の制御基板２４ａに実装する構成としたので、ＣＡＮ交信周期などの影響を受けることなく信号処理が可能となる。
また、加速度センサ２５をＥＰＳ制御ユニット２４の制御基板２４ａに実装する構成としたので、ハーネス等の信号伝達部品が必要なくなり、加速度センサ信号の信頼性を向上することが可能となる。
In addition, the
Further, since the
また、信号伝達部品を不要にできることに加えて、制御基板２４ａの基板、収容ケース、カバー等の部品を共用することが可能となるので、従来の電動パワーステアリング装置からの部品増加を抑えることが可能となる。
また、加速度センサ２５として、例えばＭＥＭＳを用いたＩＣタイプのセンサを用いるようにしたので、制御基板２４ａに直接実装可能な上、比較的安価に加速度センサを設けることが可能となる。
Further, in addition to making signal transmission components unnecessary, it is possible to share components such as the
Further, since an IC type sensor using MEMS, for example, is used as the
また、加速度センサ２５として１軸のセンサを使用した場合、この１軸のセンサを制御基板２４ａの配設姿勢に合わせて、予め設定した１軸方向の衝撃荷重に対する加速度を検出可能に実装するようにしたので、安価な１軸センサによって所望の加速度を得ることが可能な構成とすることが可能となる。
また、加速度センサ２５として３軸のセンサを使用した場合、制御基板２４ａの配設姿勢によらず、加速度センサ２５を制御基板２４ａの比較的自由な位置に比較的自由な姿勢で実装することが可能となる。
When a uniaxial sensor is used as the
When a triaxial sensor is used as the
第１実施形態において、モータ電流指令値演算部２６ｂは、操舵補助トルク指令値演算部および舵角アシスト指令値演算部に対応し、ゲート駆動回路２６ｃおよびモータ駆動回路２７は、モータ制御回路に対応する。また、逆入力判定部２６ａは、逆入力判定部および判定結果送信部に対応する。
In the first embodiment, the motor current
（第２実施形態）
次に、図８〜図９に基づき、本発明の第２実施形態を説明する。
（構成）
上記第１実施形態では、加速度センサ２５を実装した制御基板２４ａを備えたＥＰＳ制御ユニット２４を、コラムアシスト式の第１の電動パワーステアリング装置３の筐体の一部である電動モータ２３のモータハウジング２３ａの外周部に固定支持していた。これに対して、第２実施形態では、ＥＰＳ制御ユニット２４を、減速ギヤ２２のギヤボックスハウジング２２ａの外周部に固定支持する点が異なるのみで、他の構成は、上記第１実施形態と同様となる。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described based on FIGS.
(Constitution)
In the first embodiment, the
以下、上記第１実施形態と異なる点を詳細に説明し、同様の構成部には同じ符号を付して適宜説明を省略する。
第２実施形態の第２の電動パワーステアリング装置４は、図８に示すように、減速ギヤ２２のギヤボックスハウジング２２ａの外周部に、ＥＰＳ制御ユニット２４が固定支持されている。このＥＰＳ制御ユニット２４は、上記第１実施形態と同様に、内部の制御基板２４ａ上に加速度センサ２５が実装されている。
Hereinafter, differences from the first embodiment will be described in detail, and the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
In the second electric power steering apparatus 4 of the second embodiment, an
なお、図８中では、トルクセンサユニット１３が、ＥＰＳ制御ユニット２４で隠れているが、上記第１実施形態と同様に、入力軸１２ａの他端はトルクセンサユニット１３を介して出力軸１２ｂの一端に連結されている。
In FIG. 8, the
（ＥＰＳ制御ユニット２４の配置構成）
次に、図９に基づき、ＥＰＳ制御ユニット２４の配置構成を説明する。
図８に示す例では、ＥＰＳ制御ユニット２４を、第２の電動パワーステアリング装置４の筐体の一部である減速ギヤ２２のギヤボックスハウジング２２ａのトルクセンサユニット１３側の外周部に一体的に固定支持しているが、この構成に限らない。
例えば、図９（ａ）および（ｂ）に示すように、ＥＰＳ制御ユニット２４を、ギヤボックスハウジング２２ａのウォーム室部のＺ軸方向の端面に一体的に固定支持する構成としてもよい。
(Arrangement configuration of EPS control unit 24)
Next, the arrangement configuration of the
In the example shown in FIG. 8, the
For example, as shown in FIGS. 9A and 9B, the
また、図９（ｃ）および（ｄ）に示すように、ＥＰＳ制御ユニット２４を、ギヤボックスハウジング２２ａのウォーム室部のＸ軸方向の端面に一体的に固定支持する構成としてもよい。
このように、ＥＰＳ制御ユニット２４を、ギヤボックスハウジング２２ａに一体的に固定支持することで、転舵輪２ＦＲおよび２ＦＬに入力された衝撃荷重は、ナックルアーム２０を介してタイロッド１９に伝達される。さらに、タイロッド１９を介して、ラック１８ｂ、ピニオン１８ａ、ピニオンシャフト１７、ロアシャフト１５、出力軸１２ｂ、減速ギヤ２２のギヤボックスハウジング２２ａへと伝達される。
Moreover, as shown in FIGS. 9C and 9D, the
In this way, the
ギヤボックスハウジング２２ａに伝達された衝撃荷重は、ギヤボックスハウジング２２ａに一体的に固定支持されたＥＰＳ制御ユニット２４にも伝達され、伝達された衝撃荷重は、ＥＰＳ制御ユニット２４内の制御基板２４ａ上に実装された加速度センサ２５によって、加速度Ｇｓとして検出される。
なお、加速度センサ２５は、１軸のセンサを用いる場合、上記第１実施形態と同様に、ＥＰＳ制御ユニット２４の配設位置等によって決まる制御基板２４ａの姿勢に応じて、所望の１軸方向の加速度を検出可能に実装する。
The impact load transmitted to the
In the case where a single-axis sensor is used as the
なお、１軸の加速度センサに限らず、加速度センサ２５を、２軸又は３軸の加速度センサから構成してもよい。
以上、第２実施形態の第２の電動パワーステアリング装置４であれば、ＥＰＳ制御ユニット２４を、第２の電動パワーステアリング装置４の筐体の一部であるギヤボックスハウジング２２ａに固定支持すると共に、加速度センサ２５をＥＰＳ制御ユニット２４の制御基板２４ａに実装する構成としたので、ＣＡＮ交信周期などの影響を受けることなく信号処理が可能となる。
The
As described above, in the case of the second electric power steering device 4 of the second embodiment, the
また、加速度センサ２５をＥＰＳ制御ユニット２４の制御基板２４ａに実装する構成としたので、ハーネス等の信号伝達部品が必要なくなり、加速度センサ信号の信頼性を向上することが可能となる。
また、信号伝達部品を不要にできることに加えて、制御基板２４ａの、収容ケース、カバー等の部品を共用することが可能となるので、従来の電動パワーステアリング装置からの部品増加を抑えることが可能となる。
Further, since the
In addition to making signal transmission parts unnecessary, it is possible to share parts such as a housing case and a cover of the
また、加速度センサ２５として、例えばＭＥＭＳを用いたＩＣタイプのセンサを用いるようにしたので、制御基板２４ａに直接実装可能な上、比較的安価に加速度センサを設けることが可能となる。
また、加速度センサ２５として１軸のセンサを使用した場合、この１軸のセンサを制御基板２４ａの配設姿勢に合わせて、予め設定した１軸方向の衝撃荷重に対する加速度を検出可能に実装するようにしたので、安価な１軸センサによって所望の加速度を得ることが可能な構成とすることが可能となる。
Further, since an IC type sensor using MEMS, for example, is used as the
When a uniaxial sensor is used as the
また、加速度センサ２５として３軸のセンサを使用した場合、制御基板２４ａの配設姿勢によらず、加速度センサ２５を制御基板２４ａの比較的自由な位置に比較的自由な姿勢で実装することが可能となる。
また、トルクセンサユニット１３と加速度センサ２５とを併用して、逆入力判定を行う構成としたので、トルクセンサユニット１３の性能は従来通りとしたまま、正確な逆入力判定を行うことが可能となる。
When a triaxial sensor is used as the
In addition, since the
また、トーションバー前後の角度情報が必要ないため、例えば磁歪式トルクセンサの様な、角度情報を持たないトルクセンサであっても、トルクの入力方向を推定することが可能となる。
第２実施形態において、モータ電流指令値演算部２６ｂは、操舵補助トルク指令値演算部および舵角アシスト指令値演算部に対応し、ゲート駆動回路２６ｃおよびモータ駆動回路２７は、モータ制御回路に対応する。
In addition, since angle information before and after the torsion bar is not required, the torque input direction can be estimated even with a torque sensor having no angle information, such as a magnetostrictive torque sensor.
In the second embodiment, the motor current command
（第３実施形態）
次に、図１０〜図１１に基づき、本発明の第３実施形態を説明する。
（構成）
上記第１および第２実施形態では、加速度センサ２５を実装した制御基板２４ａを備えたＥＰＳ制御ユニット２４を、コラムアシスト式の電動パワーステアリング装置の筐体に固定支持していた。これに対して、第３実施形態では、ラックアシスト式の電動パワーステアリング装置の筐体に固定支持する点が異なる。すなわち、操舵補助機構２１の配設位置およびトルクセンサユニット１３の配設位置が異なる以外の構成は、上記第１および第２実施形態と同様となる。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described based on FIGS.
(Constitution)
In the first and second embodiments, the
以下、上記第１および第２実施形態と異なる点を詳細に説明し、同様の構成部には同じ符号を付して適宜説明を省略する。
第３実施形態の第３の電動パワーステアリング装置５は、ラックアシスト式の電動パワーステアリング装置である。ラックアシスト式の電動パワーステアリング装置は、アシスト動力変換機構にボールねじやラック＆ピニオンを用い、アシスト力をラック軸に直接的に伝達するものである。この第３の電動パワーステアリング装置５は、図１０に示すように、電動モータ２３が、ラック１８ｂに略平行に配置されている。さらに、ピニオンシャフト１７に連結するピニオン１８ａにトルクＴｓを検出するトルクセンサユニット１３が設けられている。
Hereinafter, differences from the first and second embodiments will be described in detail, and the same reference numerals are given to the same components, and description thereof will be omitted as appropriate.
The third electric
ここで、図１０に示す例は、デュアルピニオン式であり、電動モータ２３の動力は、減速ギヤ２２のウォームホイールギヤによって不図示の第２のピニオンに伝達され、この第２のピニオンに伝達された回転運動をラック１８ｂで車幅方向の直進運動に変換している。
ここで、ボールねじ式とした場合は、電動モータ２３の動力は、不図示のベルトプーリを介しボールねじナットに伝達され、ボールねじナットの回転がラックの直線運動に変換される。
Here, the example shown in FIG. 10 is a dual pinion type, and the power of the
Here, in the case of the ball screw type, the power of the
さらに、第３実施形態の第３の電動パワーステアリング装置５は、図１０に示すように、第３の電動パワーステアリング装置５の筐体の一部である電動モータ２３のモータハウジング２３ａの外周部に、ＥＰＳ制御ユニット２４が固定支持されている。このＥＰＳ制御ユニット２４は、上記第１および第２実施形態と同様に、内部の制御基板２４ａ上に加速度センサ２５が実装されている。
Furthermore, as shown in FIG. 10, the third electric
（ＥＰＳ制御ユニット２４の配置構成）
次に、図１１に基づき、ＥＰＳ制御ユニット２４の配置構成を説明する。
図１０に示す例では、ＥＰＳ制御ユニット２４を、モータハウジング２３ａの側面側外周部に一体的に固定支持したが、この構成に限らない。
例えば、図１１（ａ）に示すように、ＥＰＳ制御ユニット２４を、電動モータ２３のモータハウジング２３ａの外側端部（減速ギヤ２２とは反対側の端部）に一体的に固定支持する構成としてもよい。
(Arrangement configuration of EPS control unit 24)
Next, the arrangement configuration of the
In the example shown in FIG. 10, the
For example, as shown in FIG. 11A, the
また、図１１（ｂ）に示すように、ＥＰＳ制御ユニット２４を、電動モータ２３のモータハウジング２３ａの側面とラック１８ｂの側面とに一体的に固定支持する構成としてもよい。
なお、モータハウジング２３ａやラック１８ｂに限らず、ＥＰＳ制御ユニット２４を、減速ギヤ２２のギヤボックスハウジング２２ａに一体的に固定支持する構成としてもよい。
Further, as shown in FIG. 11B, the
The
図１１（ａ）に示すように、ＥＰＳ制御ユニット２４を、モータハウジング２３ａに固定支持することで、転舵輪２ＦＲおよび２ＦＬに入力された衝撃荷重は、ナックルアーム２０を介してタイロッド１９に伝達される。さらに、タイロッド１９を介して、ラック１８ｂ、第２のピニオン、減速ギヤ２２のギヤボックスハウジング２２ａ、電動モータ２３のモータハウジング２３ａへと伝達される。
As shown in FIG. 11A, the
モータハウジング２３ａに伝達された衝撃荷重は、モータハウジング２３ａに一体的に固定支持されたＥＰＳ制御ユニット２４にも伝達され、伝達された衝撃荷重は、ＥＰＳ制御ユニット２４内の制御基板２４ａ上に実装された加速度センサ２５によって、加速度Ｇｓとして検出される。
なお、図１１（ｂ）に示すように、ラック１８ｂに対しても一体的に固定支持した場合は、転舵輪２ＦＲおよび２ＦＬに入力された衝撃荷重は、ナックルアーム２０を介してタイロッド１９に伝達される。さらに、タイロッド１９を介して、ラック１８ｂに伝達され、ラック１８ｂに伝達された衝撃荷重は、ラック１８ｂに一体的に固定支持されたＥＰＳ制御ユニット２４にも伝達され、伝達された衝撃荷重は、ＥＰＳ制御ユニット２４内の制御基板２４ａ上に実装された加速度センサ２５によって、加速度Ｇｓとして検出される。
The impact load transmitted to the
As shown in FIG. 11 (b), when the
なお、ラックアシスト式の電動パワーステアリング装置の場合、タイロッド１９に入力された衝撃は、ラック軸方向及び、タイロッド１９とラック軸がなす平面方向に比較的大きく伝達される。そのため、加速度センサ２５として１軸又は２軸のセンサを採用する場合、これらの方向で検出可能な様に、加速度センサ２５を選定、かつ配設するのが好ましい。
In the case of the rack assist type electric power steering apparatus, the impact input to the
以上、第３実施形態の第３の電動パワーステアリング装置５であれば、ラックアシスト式の電動パワーステアリング装置において、ＥＰＳ制御ユニット２４を、モータハウジング２３ａ、ラック１８ｂ、ギヤボックスハウジング２２ａのいずれかまたは複数に対して一体的に固定支持するようにした。そのため、タイロッド１９から加速度センサ２５までの衝撃の伝達経路を、上記第１および第２実施形態のコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置と比べて短くすることが可能となり、転舵輪（タイヤ）への衝撃入力を的確に検出することが可能となる。
As described above, in the case of the third electric
また、加速度センサ２５をＥＰＳ制御ユニット２４の制御基板２４ａに実装する構成としたので、ＣＡＮ交信周期などの影響を受けることなく信号処理が可能となる。
また、加速度センサ２５をＥＰＳ制御ユニット２４の制御基板２４ａに実装する構成としたので、ハーネス等の信号伝達部品が必要なくなり、加速度センサ信号の信頼性を向上することが可能となる。
Further, since the
Further, since the
また、信号伝達部品を不要にできることに加えて、制御基板２４ａの、収容ケース、カバー等の部品を共用することが可能となるので、従来の電動パワーステアリング装置からの部品増加を抑えることが可能となる。
また、加速度センサ２５として、例えばＭＥＭＳを用いたＩＣタイプのセンサを用いるようにしたので、制御基板２４ａに直接実装可能な上、比較的安価に加速度センサを設けることが可能となる。
In addition to making signal transmission parts unnecessary, it is possible to share parts such as a housing case and a cover of the
Further, since an IC type sensor using MEMS, for example, is used as the
また、加速度センサ２５として１軸又は２軸のセンサを使用する場合、この１軸又は２軸のセンサを制御基板２４ａの配設姿勢に合わせて、予め設定した２軸方向の衝撃荷重に対する加速度を検出可能に実装するようにしたので、比較的安価な１軸又は２軸センサによって所望の加速度を得ることが可能な構成とすることが可能となる。
また、加速度センサ２５として３軸のセンサを使用した場合、制御基板２４ａの配設姿勢によらず、加速度センサ２５を制御基板２４ａの比較的自由な位置に比較的自由な姿勢で実装することが可能となる。
In addition, when a uniaxial or biaxial sensor is used as the
When a triaxial sensor is used as the
また、トルクセンサユニット１３と加速度センサ２５とを併用して、逆入力判定を行う構成としたので、トルクセンサユニット１３の性能は従来通りとしたまま、正確な逆入力判定を行うことが可能となる。
また、トーションバー前後の角度情報が必要ないため、例えば磁歪式トルクセンサの様な、角度情報を持たないトルクセンサであっても、トルクの入力方向を推定することが可能となる。
In addition, since the
In addition, since angle information before and after the torsion bar is not required, the torque input direction can be estimated even with a torque sensor having no angle information, such as a magnetostrictive torque sensor.
第３実施形態において、モータ電流指令値演算部２６ｂは、操舵補助トルク指令値演算部および舵角アシスト指令値演算部に対応し、ゲート駆動回路２６ｃおよびモータ駆動回路２７は、モータ制御回路に対応する。
In the third embodiment, the motor current
（第４実施形態）
次に、図１２に基づき、本発明の第４実施形態を説明する。
（構成）
上記第１〜第３実施形態では、加速度センサ２５を実装した制御基板２４ａを備えたＥＰＳ制御ユニット２４を、電動モータ２３のモータハウジング２３ａ、減速ギヤ２２のギヤボックスハウジング２２ａ、ラック１８ｂ等のハウジングの外周部に固定支持する構成としていた。これに対して、第４実施形態では、ＥＰＳ制御ユニット２４を、モータハウジング２３ａの内部に固定支持する点が異なるのみで、その他の構成は上記第１〜第３実施形態と同様となる。
(Fourth embodiment)
Next, based on FIG. 12, 4th Embodiment of this invention is described.
(Constitution)
In the first to third embodiments, the
以下、上記第１〜第３実施形態と異なる点を詳細に説明し、同様の構成部には同じ符号を付して適宜説明を省略する。
図１２に示すように、第４実施形態の第４の電動パワーステアリング装置６は、コラムアシスト式の電動パワーステアリング装置である。この第４の電動パワーステアリング装置６は、図１２に示すように、電動モータ２３のモータハウジング２３ａの内部に、ＥＰＳ制御ユニット２４が固定支持されている。このＥＰＳ制御ユニット２４は、上記第１〜第３実施形態と同様に、内部の制御基板２４ａ上に加速度センサ２５が実装されている。
Hereinafter, differences from the first to third embodiments will be described in detail, and the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
As shown in FIG. 12, the fourth electric power steering apparatus 6 of the fourth embodiment is a column assist type electric power steering apparatus. In the fourth electric power steering device 6, an
このように、ＥＰＳ制御ユニット２４を、モータハウジング２３ａの内部に一体的に固定支持することで、転舵輪２ＦＲおよび２ＦＬに入力された衝撃荷重は、ナックルアーム２０を介してタイロッド１９に伝達される。さらに、タイロッド１９を介して、ラック１８ｂ、ピニオン１８ａ、ピニオンシャフト１７、ロアシャフト１５、出力軸１２ｂ、減速ギヤ２２のギヤボックスハウジング２２ａ、電動モータ２３のモータハウジング２３ａへと伝達される。
As described above, the
モータハウジング２３ａに伝達された衝撃荷重は、モータハウジング２３ａの内部に一体的に固定支持されたＥＰＳ制御ユニット２４にも伝達され、伝達された衝撃荷重は、ＥＰＳ制御ユニット２４内の制御基板２４ａ上に実装された加速度センサ２５によって、加速度Ｇｓとして検出される。
以上、第４実施形態の第４の電動パワーステアリング装置６では、ＥＰＳ制御ユニット２４を、第１の電動パワーステアリング装置３の筐体の一部であるモータハウジング２３ａの内部に固定支持すると共に、加速度センサ２５をＥＰＳ制御ユニット２４の制御基板２４ａに実装する構成としたので、ＣＡＮ交信周期などの影響を受けることなく信号処理が可能となる。
The impact load transmitted to the
As described above, in the fourth electric power steering apparatus 6 of the fourth embodiment, the
また、加速度センサ２５をＥＰＳ制御ユニット２４の制御基板２４ａに実装する構成としたので、ハーネス等の信号伝達部品が必要なくなり、加速度センサ信号の信頼性を向上することが可能となる。
また、信号伝達部品を不要にできることに加えて、制御基板２４ａの、収容ケース、カバー等の部品を共用することが可能となるので、従来の電動パワーステアリング装置からの部品増加を抑えることが可能となる。
Further, since the
In addition to making signal transmission parts unnecessary, it is possible to share parts such as a housing case and a cover of the
また、加速度センサ２５として、例えばＭＥＭＳを用いたＩＣタイプのセンサを用いるようにしたので、制御基板２４ａに直接実装可能な上、比較的安価に加速度センサを設けることが可能となる。
また、加速度センサ２５として１軸のセンサを使用した場合、この１軸のセンサを制御基板２４ａの配設姿勢に合わせて、予め設定した１軸方向の衝撃荷重に対する加速度を検出可能に実装するようにしたので、安価な１軸センサによって所望の加速度を得ることが可能な構成とすることが可能となる。
Further, since an IC type sensor using MEMS, for example, is used as the
When a uniaxial sensor is used as the
また、加速度センサ２５として３軸のセンサを使用した場合、制御基板２４ａの配設姿勢によらず、加速度センサ２５を制御基板２４ａの比較的自由な位置に比較的自由な姿勢で実装することが可能となる。
また、トルクセンサユニット１３と加速度センサ２５とを併用して、逆入力判定を行う構成としたので、トルクセンサユニット１３の性能は従来通りとしたまま、正確な逆入力判定を行うことが可能となる。
When a triaxial sensor is used as the
In addition, since the
また、トーションバー前後の角度情報が必要ないため、例えば磁歪式トルクセンサの様な、角度情報を持たないトルクセンサであっても、トルクの入力方向を推定することが可能となる。
第４実施形態において、モータ電流指令値演算部２６ｂは、操舵補助トルク指令値演算部および舵角アシスト指令値演算部に対応し、ゲート駆動回路２６ｃおよびモータ駆動回路２７は、モータ制御回路に対応する。
In addition, since angle information before and after the torsion bar is not required, the torque input direction can be estimated even with a torque sensor having no angle information, such as a magnetostrictive torque sensor.
In the fourth embodiment, the motor current command
（第５実施形態）
次に、図１３に基づき、本発明の第５実施形態を説明する。
（構成）
上記第４実施形態では、加速度センサ２５を実装した制御基板２４ａを備えたＥＰＳ制御ユニット２４を、電動モータ２３のモータハウジング２３ａの内部に固定支持する構成としていた。これに対して、第５実施形態では、ＥＰＳ制御ユニット２４を、減速ギヤ２２のギヤボックスハウジング２２ａの内部に固定支持する点が異なるのみで、その他の構成は上記第４実施形態と同様となる。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
(Constitution)
In the fourth embodiment, the
以下、上記第４実施形態と異なる点を詳細に説明し、同様の構成部には同じ符号を付して適宜説明を省略する。
図１３に示すように、第５実施形態の第５の電動パワーステアリング装置７は、コラムアシスト式の電動パワーステアリング装置である。この第５の電動パワーステアリング装置７は、図１３に示すように、減速ギヤ２２のギヤボックスハウジング２２ａの内部に、ＥＰＳ制御ユニット２４が固定支持されている。このＥＰＳ制御ユニット２４は、上記第４実施形態と同様に、内部の制御基板２４ａ上に加速度センサ２５が実装されている。
Hereinafter, differences from the fourth embodiment will be described in detail, and the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
As shown in FIG. 13, the fifth electric
このように、ＥＰＳ制御ユニット２４を、ギヤボックスハウジング２２ａの内部に一体的に固定支持することで、転舵輪２ＦＲおよび２ＦＬに入力された衝撃荷重は、ナックルアーム２０を介してタイロッド１９に伝達される。さらに、タイロッド１９を介して、ラック１８ｂ、ピニオン１８ａ、ピニオンシャフト１７、ロアシャフト１５、出力軸１２ｂ、減速ギヤ２２のギヤボックスハウジング２２ａへと伝達される。
As described above, the
ギヤボックスハウジング２２ａに伝達された衝撃荷重は、ギヤボックスハウジング２２ａの内部に一体的に固定支持されたＥＰＳ制御ユニット２４にも伝達され、伝達された衝撃荷重は、ＥＰＳ制御ユニット２４内の制御基板２４ａ上に実装された加速度センサ２５によって、加速度Ｇｓとして検出される。
以上、第５実施形態の第５の電動パワーステアリング装置７では、ＥＰＳ制御ユニット２４を、第１の電動パワーステアリング装置３の筐体の一部であるギヤボックスハウジング２２ａの内部に固定支持すると共に、加速度センサ２５をＥＰＳ制御ユニット２４の制御基板２４ａに実装する構成とした。これにより、ＣＡＮ交信周期などの影響を受けることなく信号処理が可能となる。
The impact load transmitted to the
As described above, in the fifth electric
また、加速度センサ２５をＥＰＳ制御ユニット２４の制御基板２４ａに実装する構成としたので、ハーネス等の信号伝達部品が必要なくなり、加速度センサ信号の信頼性を向上することが可能となる。
また、信号伝達部品を不要にできることに加えて、制御基板２４ａの、収容ケース、カバー等の部品を共用することが可能となるので、従来の電動パワーステアリング装置からの部品増加を抑えることが可能となる。
Further, since the
In addition to making signal transmission parts unnecessary, it is possible to share parts such as a housing case and a cover of the
また、加速度センサ２５として、例えばＭＥＭＳを用いたＩＣタイプのセンサを用いるようにしたので、制御基板２４ａに直接実装可能な上、比較的安価に加速度センサを設けることが可能となる。
また、加速度センサ２５として１軸のセンサを使用した場合、この１軸のセンサを制御基板２４ａの配設姿勢に合わせて、予め設定した１軸方向の衝撃荷重に対する加速度を検出可能に実装するようにしたので、安価な１軸センサによって所望の加速度を得ることが可能な構成とすることが可能となる。
Further, since an IC type sensor using MEMS, for example, is used as the
When a uniaxial sensor is used as the
また、加速度センサ２５として３軸のセンサを使用した場合、制御基板２４ａの配設姿勢によらず、加速度センサ２５を制御基板２４ａの比較的自由な位置に比較的自由な姿勢で実装することが可能となる。
また、トルクセンサユニット１３と加速度センサ２５とを併用して、逆入力判定を行う構成としたので、トルクセンサユニット１３の性能は従来通りとしたまま、正確な逆入力判定を行うことが可能となる。
When a triaxial sensor is used as the
In addition, since the
また、トーションバー前後の角度情報が必要ないため、例えば磁歪式トルクセンサの様な、角度情報を持たないトルクセンサであっても、トルクの入力方向を推定することが可能となる。
第５実施形態において、モータ電流指令値演算部２６ｂは、操舵補助トルク指令値演算部および舵角アシスト指令値演算部に対応し、ゲート駆動回路２６ｃおよびモータ駆動回路２７は、モータ制御回路に対応する。
In addition, since angle information before and after the torsion bar is not required, the torque input direction can be estimated even with a torque sensor having no angle information, such as a magnetostrictive torque sensor.
In the fifth embodiment, the motor current
（第６実施形態）
次に、図１４〜図１６に基づき、本発明の第６実施形態を説明する。
（構成）
上記第１〜第５実施形態では、加速度センサ２５を、ＥＰＳ制御ユニット２４の制御基板２４ａに実装する構成としていた。これに対して、第６実施形態では、加速度センサ２５を、トルクセンサユニットの備えるトルクセンサ基板に実装する点が異なるのみで、その他の構成は上記第１〜第５実施形態と同様となる。
(Sixth embodiment)
Next, based on FIGS. 14-16, 6th Embodiment of this invention is described.
(Constitution)
In the first to fifth embodiments, the
以下、上記第１〜第５実施形態と異なる点を詳細に説明し、同様の構成部には同じ符号を付して適宜説明を省略する。
図１４に示すように、第６実施形態の第６の電動パワーステアリング装置８は、コラムアシスト式の電動パワーステアリング装置である。この第６の電動パワーステアリング装置８は、図１４に示すように、トルクセンサユニット１３に、加速度センサ２５が実装されている。
Hereinafter, differences from the first to fifth embodiments will be described in detail, and the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
As shown in FIG. 14, the sixth electric
具体的に、図１５に示すように、トルクセンサユニット１３は、トルクセンサ基板１３ａと、トルクセンサ１３ｂ（不図示）と、トルクセンサ基板収容ケース１３ｃと、トルクセンサ基板ケースカバー１３ｄとを備えている。
トルクセンサ基板収容ケース１３ｃは、出力軸１２ｂおよび減速ギヤ２２のギヤボックスハウジング２２ａと一体的に設けられている。トルクセンサ基板１３ａは、トルクセンサ基板収容ケース１３ｃ内にボルト締結によって固定され、トルクセンサ基板収容ケース１３ｃの開口部は、トルクセンサ基板ケースカバー１３ｄを開口部の外縁部の対角位置にあるボルト穴にボルト止めして固定することで蓋をする構成となっている。
Specifically, as shown in FIG. 15, the
The torque sensor
そして、第６実施形態では、図１５に示すように、加速度センサ２５がトルクセンサ基板１３ａ上に実装されている。
このように、加速度センサ２５を、トルクセンサ基板１３ａ上に実装することで、転舵輪２ＦＲおよび２ＦＬに入力された衝撃荷重は、ナックルアーム２０を介してタイロッド１９に伝達される。さらに、タイロッド１９を介して、ラック１８ｂ、ピニオン１８ａ、ピニオンシャフト１７、ロアシャフト１５、出力軸１２ｂ、減速ギヤ２２のギヤボックスハウジング２２ａへと伝達される。
And in 6th Embodiment, as shown in FIG. 15, the
Thus, by mounting the
さらに、ギヤボックスハウジング２２ａに伝達された衝撃荷重は、トルクセンサユニット１３内のトルクセンサ基板１３ａ上に実装された加速度センサ２５によって、加速度Ｇｓとして検出される。
なお、トルクセンサユニット１３を、図１５に示すように、出力軸１２ｂと交差する方向に基板面が向くように配設する構成としたが、この構成に限らない。すなわち、トルクセンサユニット１３のレイアウトは、車両１側のスペースに合わせて適宜変更されるものである。従って、トルクセンサ基板１３ａの配設姿勢はトルクセンサユニット１３の配設姿勢に応じて変わる。
Further, the impact load transmitted to the
As shown in FIG. 15, the
また、第６実施形態では、ラック１８ｂに入力された衝撃荷重は、ピニオン１８ａによって、転舵軸の回転方向の振動となってコラム側に伝達される。そのため、加速度センサ２５として１軸のセンサを採用する場合、ギヤボックスハウジング２２ａでは、転舵軸に直角な方向の衝撃が比較的大きくなる。そのため、加速度センサ２５の検出方向は、転舵軸に直角な方向とするのが好ましい。
In the sixth embodiment, the impact load input to the
また、第６実施形態の制御基板２４ａに実装された制御演算回路２６には、図１６に示すように、トルクセンサ基板１３ａに実装されたトルクセンサ１３ｂで検出されたトルクＴｓと、トルクセンサ基板１３ａに実装された加速度センサ２５で検出された加速度Ｇｓとが入力されている。
以上、第６実施形態の第６の電動パワーステアリング装置８では、トルクセンサユニット１３を、第１の電動パワーステアリング装置３の筐体の一部であるギヤボックスハウジング２２ａ（コラム部）に固定支持すると共に、加速度センサ２５をトルクセンサユニット１３のトルクセンサ基板１３ａに実装する構成とした。
Further, in the control
As described above, in the sixth electric
これにより、上記第１、２、４及び５実施形態のコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置の制御基板２４ａに加速度センサ２５を実装する構成と比較して、タイロッド１９から加速度センサ２５までの衝撃の伝達経路を短くすることが可能となる。従って、上記第１実施形態の構成と比較して、転舵輪２ＦＲおよび２ＦＬへの衝撃入力を的確に検出することが可能となる。
Thereby, compared with the structure which mounts the
また、加速度センサ２５をトルクセンサユニット１３のトルクセンサ基板１３ａに実装する構成としたので、ハーネス等をトルクセンサ１３ｂと共用でき、部品点数の増加を抑制することが可能となる。
また、加速度センサ２５として、例えばＭＥＭＳを用いたＩＣタイプのセンサを用いるようにしたので、制御基板２４ａに直接実装可能な上、比較的安価に加速度センサを設けることが可能となる。
Further, since the
Further, since an IC type sensor using MEMS, for example, is used as the
また、加速度センサ２５として１軸のセンサを使用した場合、この１軸のセンサをトルクセンサ基板１３ａの配設姿勢に合わせて、予め設定した１軸方向の衝撃荷重に対する加速度を検出可能に実装するようにしたので、安価な１軸センサによって所望の加速度を得ることが可能な構成とすることが可能となる。
また、加速度センサ２５として３軸のセンサを使用した場合、トルクセンサ基板１３ａの配設姿勢によらず、加速度センサ２５をトルクセンサ基板１３ａの比較的自由な位置に比較的自由な姿勢で実装することが可能となる。
In addition, when a single-axis sensor is used as the
When a triaxial sensor is used as the
また、トルクセンサユニット１３と加速度センサ２５とを併用して、逆入力判定を行う構成としたので、トルクセンサユニット１３の性能は従来通りとしたまま、正確な逆入力判定を行うことが可能となる。
また、トーションバー前後の角度情報が必要ないため、例えば磁歪式トルクセンサの様な、角度情報を持たないトルクセンサであっても、トルクの入力方向を推定することが可能となる。
第６実施形態において、モータ電流指令値演算部２６ｂは、操舵補助トルク指令値演算部および舵角アシスト指令値演算部に対応し、ゲート駆動回路２６ｃおよびモータ駆動回路２７は、モータ制御回路に対応する。
In addition, since the
In addition, since angle information before and after the torsion bar is not required, the torque input direction can be estimated even with a torque sensor having no angle information, such as a magnetostrictive torque sensor.
In the sixth embodiment, the motor current command
（第７実施形態）
次に、図１７に基づき、本発明の第７実施形態を説明する。
（構成）
上記第３実施形態では、加速度センサ２５を、ＥＰＳ制御ユニット２４の制御基板２４ａに実装する構成としていた。これに対して、第７実施形態では、加速度センサ２５を、トルクセンサユニット１３のトルクセンサ基板１３ａに実装する点が異なる。すなわち、加速度センサ２５の実装位置が異なる以外の構成は、上記第３実施形態と同様となる。
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
(Constitution)
In the third embodiment, the
以下、上記第３実施形態と異なる点を詳細に説明し、同様の構成部には同じ符号を付して適宜説明を省略する。
図１７に示すように、第７実施形態の第７の電動パワーステアリング装置９は、ラックアシスト式の電動パワーステアリング装置である。この第７の電動パワーステアリング装置９は、図１７に示すように、ピニオンシャフト１７に連結するピニオン１８ａに設けられたトルクセンサユニット１３内に加速度センサ２５を備える構成となっている。
Hereinafter, differences from the third embodiment will be described in detail, and the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
As shown in FIG. 17, the seventh electric
具体的には、トルクセンサユニット１３の配設位置が異なるだけで、上記第６実施形態と同様に、トルクセンサユニット１３のトルクセンサ基板１３ａ上に、加速度センサ２５が実装されている。
このように、加速度センサ２５を、ピニオン１８ａに設けられたトルクセンサユニット１３のトルクセンサ基板１３ａに実装することで、転舵輪２ＦＲおよび２ＦＬに入力された衝撃荷重は、ナックルアーム２０を介してタイロッド１９に伝達される。さらに、タイロッド１９を介して、ラック１８ｂ、ピニオン１８ａへと伝達される。
Specifically, the
In this way, by mounting the
ピニオン１８ａに伝達された衝撃荷重は、トルクセンサユニット１３にも伝達され、伝達された衝撃荷重は、トルクセンサユニット１３内のトルクセンサ基板１３ａ上に実装された加速度センサ２５によって、加速度Ｇｓとして検出される。
なお、ラックアシスト式の電動パワーステアリング装置の場合、タイロッド１９に入力された衝撃は、ラック軸方向及び、タイロッド１９とラック軸がなす平面方向に比較的大きく伝達される。そのため、加速度センサ２５として１軸又は２軸のセンサを採用する場合、これらの方向で検出可能な様に、加速度センサ２５を選定、かつ配設するのが好ましい。
The impact load transmitted to the
In the case of the rack assist type electric power steering apparatus, the impact input to the
以上、第７実施形態の第７の電動パワーステアリング装置９であれば、ラックアシスト式の電動パワーステアリング装置において、加速度センサ２５を、ピニオン１８ａに設けられたトルクセンサユニット１３のトルクセンサ基板１３ａに実装する構成とした。そのため、タイロッド１９から加速度センサ２５までの衝撃の伝達経路を、上記第６実施形態のコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置と比べて短くすることが可能となり、転舵輪（タイヤ）への衝撃入力を的確に検出することが可能となる。
As described above, in the seventh electric
また、加速度センサ２５をトルクセンサユニット１３のトルクセンサ基板１３ａに実装する構成としたので、ハーネス等をトルクセンサ１３ｂと共用でき、部品点数の増加を抑制することが可能となる。
また、加速度センサ２５として、例えばＭＥＭＳを用いたＩＣタイプのセンサを用いるようにしたので、制御基板２４ａに直接実装可能な上、比較的安価に加速度センサを設けることが可能となる。
Further, since the
Further, since an IC type sensor using MEMS, for example, is used as the
また、加速度センサ２５として１軸のセンサを使用した場合、この１軸のセンサをトルクセンサ基板１３ａの配設姿勢に合わせて、予め設定した１軸方向の衝撃荷重に対する加速度を検出可能に実装するようにしたので、安価な１軸センサによって所望の加速度を得ることが可能な構成とすることが可能となる。
また、加速度センサ２５として３軸のセンサを使用した場合、トルクセンサ基板１３ａの配設姿勢によらず、加速度センサ２５をトルクセンサ基板１３ａの比較的自由な位置に比較的自由な姿勢で実装することが可能となる。
In addition, when a single-axis sensor is used as the
When a triaxial sensor is used as the
また、トルクセンサユニット１３と加速度センサ２５とを併用して、逆入力判定を行う構成としたので、トルクセンサユニット１３の性能は従来通りとしたまま、正確な逆入力判定を行うことが可能となる。
また、トーションバー前後の角度情報が必要ないため、例えば磁歪式トルクセンサの様な、角度情報を持たないトルクセンサであっても、トルクの入力方向を推定することが可能となる。
第７実施形態において、モータ電流指令値演算部２６ｂは、操舵補助トルク指令値演算部および舵角アシスト指令値演算部に対応し、ゲート駆動回路２６ｃおよびモータ駆動回路２７は、モータ制御回路に対応する。
In addition, since the
In addition, since angle information before and after the torsion bar is not required, the torque input direction can be estimated even with a torque sensor having no angle information, such as a magnetostrictive torque sensor.
In the seventh embodiment, the motor current
（変形例）
（１）上記第４実施形態では、コラムアシスト式の電動パワーステアリング装置を構成する電動モータのモータハウジング２３ａ内にＥＰＳ制御ユニット２４を固定支持する構成としたが、この構成に限らない。例えば、ラックアシスト式又はピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置を構成するモータ装置のモータハウジング２３ａ内にＥＰＳ制御ユニット２４を固定支持する構成としてもよい。
(Modification)
(1) In the fourth embodiment, the
（２）上記第５実施形態では、コラムアシスト式の電動パワーステアリング装置を構成する減速ギヤのギヤボックスハウジング２２ａ内にＥＰＳ制御ユニット２４を固定支持する構成としたが、この構成に限らない。例えば、ラックアシスト式又はピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置を構成する減速ギヤのギヤボックスハウジング２２ａ内にＥＰＳ制御ユニット２４を固定支持する構成としてもよい。
(2) In the fifth embodiment, the
（３）上記第７実施形態では、ラックアシスト式の電動パワーステアリング装置を構成するピニオン部に配設されたトルクセンサユニット１３のトルクセンサ基板１３ａ上に加速度センサ２５を実装する構成としたが、この構成に限らない。例えば、ピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置を構成するピニオン部に配設されるトルクセンサユニットのトルクセンサ基板上に加速度センサ２５を実装する構成としてもよい。
(3) In the seventh embodiment, the
（４）上記各実施形態では、加速度センサ２５で検出した加速度Ｇｓに基づき、トルクセンサユニット１３で検出されたトルクＴｓが、逆入力衝撃によるものか否かを判定し、この判定結果を運転支援制御ユニット５０に送信する構成とした。この構成に限らず、以下の構成としてもよい。
(4) In each of the above embodiments, based on the acceleration Gs detected by the
すなわち、制御演算回路２６を、例えば、図１８に示すように、逆入力トルク推定部２６ｄと、操舵補助トルク指令値演算部としてのモータ電流指令値演算部２６ｅと、ゲート駆動回路２６ｆとから構成する。そして、逆入力衝撃荷重推定部としての逆入力トルク推定部２６ｄにて、トルクセンサユニット１３で検出されたトルクＴｓと、加速度センサ２５で検出された加速度Ｇｓとに基づき、転舵輪側からステアリング機構へと入力される逆入力衝撃荷重の推定値（以下、「逆入力トルク推定値」と称す）を求める。さらに、この逆入力トルク推定値に基づき、操舵補助トルク指令値を補正（補償）する。なお、この構成を、上記各実施形態の制御演算回路２６の構成に追加する構成としてもよい。
That is, for example, as shown in FIG. 18, the control
また、上記各実施形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、上記の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。また、上記の説明で用いる図面は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
また、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
Each of the above embodiments is a preferable specific example of the present invention, and various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the above description. As long as there is no description, it is not restricted to these forms. In the drawings used in the above description, for convenience of illustration, the vertical and horizontal scales of members or parts are schematic views different from actual ones.
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
１ 車両、２ＦＬ，２ＦＲ 転舵輪、３〜９ 第１〜第７の電動パワーステアリング装置、１１ ステアリングホイール、１２ ステアリングシャフト、１３ トルクセンサユニット、１３ａ トルクセンサ基板、１８ ステアリングギヤ、２１ 操舵補助機構、２２ 減速ギヤ、２２ａ ギヤボックスハウジング、２３ 電動モータ、２３ａ モータハウジング、２４ ＥＰＳ制御ユニット、２４ａ 制御基板、２５ 加速度センサ、２６ 制御演算回路、２６ａ 逆入力判定部、２６ｂ モータ電流指令値演算部、２６ｃ ゲート駆動回路、２７ モータ駆動回路、５０ 運転支援制御ユニット
DESCRIPTION OF
Claims (4)
少なくとも前記トルクセンサで検出したトルクに基づき操舵補助トルク指令値を演算する操舵補助トルク指令値演算部と、
運転支援制御装置からの舵角アシストの制御指令値に基づき舵角アシスト指令値を演算する舵角アシスト指令値演算部と、
前記ステアリング機構のステアリングシャフトに与える操舵補助トルクを発生する電動モータと、
前記操舵補助トルク指令値又は前記舵角アシスト指令値に基づき前記電動モータを駆動制御するモータ制御部と、
前記ステアリング機構に入力された衝撃によって生じる加速度を検出する加速度センサと、
前記トルクセンサが検出したトルクと前記加速度センサが検出した加速度とに基づき、前記ステアリング機構に入力された衝撃が、転舵輪側からステアリング機構に入力された逆入力衝撃か否かを判定する逆入力判定部と、
前記逆入力判定部の判定結果を前記運転支援制御装置に送信する判定結果送信部と、を備え、
前記加速度センサを、前記トルクセンサの実装されたトルクセンサ基板上に実装したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 A torque sensor for detecting torque input to the steering mechanism;
A steering assist torque command value calculation unit that calculates a steering assist torque command value based on at least the torque detected by the torque sensor;
A rudder angle assist command value calculation unit for calculating a rudder angle assist command value based on a rudder angle assist control command value from the driving support control device;
An electric motor for generating a steering assist torque to be applied to a steering shaft of the steering mechanism;
A motor control unit that drives and controls the electric motor based on the steering assist torque command value or the steering angle assist command value;
An acceleration sensor that detects acceleration caused by an impact input to the steering mechanism;
Based on the torque detected by the torque sensor and the acceleration detected by the acceleration sensor, a reverse input for determining whether or not the impact input to the steering mechanism is a reverse input impact input to the steering mechanism from the steered wheel side. A determination unit;
A determination result transmission unit that transmits the determination result of the reverse input determination unit to the driving support control device,
An electric power steering apparatus, wherein the acceleration sensor is mounted on a torque sensor substrate on which the torque sensor is mounted.
前記トルクセンサ基板の配設姿勢に合わせて、前記衝撃によって生じる加速度のうち予め設定した軸方向の加速度を検出可能に前記１軸の加速度センサが前記トルクセンサ基板上に実装されていることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。 The acceleration sensor is composed of a sensor capable of detecting acceleration in one axis direction,
The one-axis acceleration sensor is mounted on the torque sensor substrate so as to be able to detect a predetermined axial acceleration among the accelerations caused by the impact according to the arrangement posture of the torque sensor substrate. The electric power steering apparatus according to claim 1 .
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